第2章高频电路基础new.ppt

0
1 LC
1
1 Q2
式中, Q为回路的品质因数, 有
Q 0L 1
r 0Cr
当Q 1时, 0 电阻R0
1 。 回路在谐振时的阻抗最大, 为一
(b)
(c)
(d)
图2 — 7 并联谐振回路及其等效电路、
(a) 并联谐振回路; （b）等效电路; （c）阻抗特性; （d）辐角特性
并联谐振回路的并联阻抗为
(r jL) 1
0
r
jL
jC
1
jC
(2 — 11)
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定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0, 令Zp 的虚部为零, 求解方程的根就是ω0, 可得
3） 高频电感器与普通电感器一样, 电感量是其主要参数。 电感量L产生的感抗为jωL, 其中, ω为工作角频率。 高频电感器也具有自身谐振频率SRF。 在SRF上, 高 频电感的阻抗的幅值最大, 而相角为零, S如RF图2 — 3所示。
相角
阻抗与相角
阻抗
0
频率 f
图 2 — 3 高频电感器的自身谐振频率SRF
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在实际应用中, 外加信号的频率ω与回路谐振频率
ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度, 称为失谐。
当ω与ω0很接近时,
0 2 02 ( 0 )( 0 )
0
0
0
（2 — 7）
令
2 ( ) 2 f
0
f0
（2 — 8）
为广义失谐, 则式（2 — 5）可写成
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1. 高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也是构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要 部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可 直接作为负载使用。
1) 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回 路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单 振荡回路。 （1） 串联谐振回路。 图2 — 4（a）是最简单的串联振荡回路。
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和低噪声; 另一类为高频功率放大管, 除了增益外, 要求 其在高频有较大的输出功率。
3） 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频 的集成电路少得多, 主要分为通用型和专用型两种。 2.1.2高频电路中的组件 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振 荡（谐振）回路、 高频变压器、 谐振器与滤波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗变换等功能。
流, 其值为
I0
U
r
（2 — 3）
在任意频率下的回路电流 I 与谐振电流之比为
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U
I
I0
ZS
U
r ZS
1
L 1
1
1
j 0L (
0 )
r
1 j C
r
r 0
1
1
jQ(
0 )
0
(2 — 4)
其模为 其中,
I
I0
1
1 Q2( 0 )2
0
Q 0L 1 r 0Cr
I
1
I0 1 2
(2 — 9)
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当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时, 将回路
电流值下降为谐振值的 1 2 时对应的频率范围称为回路
的通频带, 也称回路带宽, 通常用B来表示。 令式（2 — 9）
等于 1 2 , 则可推得ξ=±1, 从而可得带宽为.
B 2f f0 Q
(2 — 10)
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2.1 高频电路中的元件、 器件和组件 2.2 电子噪声
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2.1 高频电路中的元件、 器件和组件
2.1.1高频电路中的元器件 各种高频电路基本上是由有源器件、 无源元件和 无源网络组成的。 高频电路中使用的元器件与在低频 电路中使用的元器件基本相同, 但要注意它们在高频使 用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻(器)、 电容(器)和电感(器), 它们都属于无源的线性元件。 1． 高频电路中的元件 1） 一个实际的电阻器, 在低频时主要表现为电阻特性,
(2） 并联谐振回路。 串联谐振回路适用于电源内 阻为低内阻（如恒压源）的情况或低阻抗的电路（如微 波电路）。
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|zp|/R0
.
I
1
L
.
C
IC C
. .＋ IR IL .
U R0 L
1/ 2
Q1＞Q2 Q1 Q2
Z /2
感性 Q2 0
Q1 Q1＞Q2 容性
r
－
－/2
0
0
B
(a)
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L r C (a) |ZS|
X 容性 感性
0
0
(b)
/2
r
0
0
0 0
－/2
(c)
(d)
图2 — 4 串联震荡回路及其特性
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ZS
r
jL
1
jC
r
j(L 1 ) C
（2 — 1）
0
1 LC
（2 — 2）
若在串联振荡回路两端加一恒压信号 U , 则发生串
联谐振时因阻抗最小, 流过电路的电流最大, 称为谐振电
（2 — 5） （2 — 6）
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称为回路的品质因数, 它是振荡回路的另一个重要参数。
根据式（2 — 6）画出相应的曲线如图2 — 5所示, 称为
谐振曲线。
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I0
Q1＞Q2
. UL
Q2
Q1
.
U
0
.
I0
0
图 2 — 5 串联谐振回路的谐振曲线
.
UC
图2 — 6 串联回路在谐振时的电流、 电压关系
2）
由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的 等效电路却如图2 — 2（a）所示。 理想电容器的阻抗 1/(jωC), 如图2 — 2（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。
阻抗
RC LC
C
(a)
图2 — 2
0
频率 f
(b)
(a) 电容器的等效电路; （b） 电容器的阻抗特性
第2章 高频电路基础
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2． 高频电路中的有源器件 用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1） 半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调 及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。 2） 晶体管与场效应管（FET） 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场 效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好, 在外形结 构方面也有所不同。 高频晶体管有两大类型: 一类是作 小信号放大的高频小功率管, 对它们的主要要求是高增益
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但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表 现有电抗特性的一面。 电阻器的电抗特性反映的就是 其高频特性。
一个电阻R的高频等效电路如图2 — 1所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。
CR LR
R
图 2 — 1 电阻的高频等效电路
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